Physikalische kartierung des 1RS Chromosomenarms

1BL.1RS, das durch Translokation entstandene Weizen-Chromosom, findet sich in verschiedensten Weizenlinien weltweit. 1RS, der kurze Arm dieses Chromosoms wurde durch eine Translokation aus dem Roggengenom zum Bestandteil des Weizengenoms. Die Untersuchung und Aufklärung der Struktur des Chromosomenarms 1 RS, der eine gewichtige Rolle in der Weizenzüchtung (Resistenzfaktoren) spielt, wird helfen, Evolutionsprozesse in Getreidegenomen besser zu verstehen. Ziel des Projektes ist es, 50.000 Klone einer BAC Library, die unter ausschließlicher Verwendung des 1 RS kurzen Chromosomenarms erzeugt wurde, in Contigs (überlappende Einheiten) zusammenzufügen, um eine physische Karte des 1RS Chromosomenarms zu generieren, die als Ausgangsmaterial für die Sequenzierung des Chromosomenarmes dienen wird.

Seit Anfang des letzten Jahrhunderts wurden verschiedene Versuche unternommen, durch Inter-Spezies Hybridisierungen neue und vorteilhafte Eigenschaften in die hexaploiden Kulturformen des Weizens einzukreuzen. Durch Hybridisierung eines Weizen-Kultivars Triticum aestivum L.) mit der Roggenzuchtsorte cv. `Petkus` (Secale cereale L.) entstand auf chromosomaler Ebene eine spontane homoeologe Substitution des Weizenchromosoms 1B durch das Chromosom 1R von Roggen. Weiterführende Kreuzungen dieser `Substitutionslinien` mit normalen Weizen-Kultivarformen führte zur Entstehung der chromosomalen Translokation 1BL.1RS. Durch diesen kurzen Chromosomenarm von Roggen (1RS) erhielt der Weizen Resistenzen gegen verschiedenste Krankheitserreger. Wissen über die Struktur des 1RS Chromosoms sowie der darauf vorhandenen Gene ist für die Weizen- und Roggenzüchtung von überaus großer Bedeutung. Ziel des gegenständlichen Projektes war es, das 1RS Chromosom mit einem DNA Gehalt von ( 4.4 x 108 Basenpaaren) in kleinere Einheiten zu zerlegen (BACs; bacterial artificial chromosomes) und diese BACs in Contigs sortieren. Die Analyse von 50,304 BAC Klonen ergab 1,562 BAC Contigs, die eine Länge von ca. 61% des Chromosomenarms bedecken. Der `minimum tilling path`, jene Selektion von spezifischen BACs aus den berechneten Contigs, die die 61% des Chromosoms abdecken, besteht aus ca. 3.500 BAC Klonen. Diese Klone bilden die Grundlage für die Erstellung einer detaillierten physischen Linkage Map, auf der bestehende genetische Marker (SSRs, SNPs sowie Gene) verankert werden können. Die Ergebnisse der Studie wurden auf der `Wheat DB-Physical mapping database` veröffentlicht, und sind dort frei online zugänglich. (http://probes.pw.usda.gov:8080/rye1RS/)